CC BY
29
РЕГИОНАЛЬНАЯ ЭКОНОМИКА DOI10.54220tfims.1991-0525.2022.75.2.007 Тяглов С.Г.,
д.э.н., профессор кафедры «Экономика региона отраслей и предприятий», РГЭУ(ГИЩ) г. Ростов-на-Дону, Россия E-mail: [email protected] Козловский В.А.,
к.э.н., доцент кафедры «Экономика региона отраслей и предприятий», РРЭУРИЩ) г. Ростов-на-Дону, Россия E-mail: [email protected] Колясников С.А.,
директор АНО «Центр помощи "Русь "» г. Екатеринбург, Россия E-mail: [email protected] Харагоргиев-Тяглов А.А.,
магистр Р/ЭУ^РИЩ) г. Ростов-на-Дону, Россия E-mail: [email protected]
ТЕРМИЧЕСКАЯ ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ - ЭФФЕКТИВНЫЙ СПОСОБ ИХ УТИЛИЗАЦИИ И ТЕХНОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ АЛЬТЕРНАТИВНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
JEL classification: O13, R11
Аннотация
Цель. Представленная статья охватывает вопросы обоснования преимуществ технологии термической переработки отходов производства и потребления как способа их утилизации, снижения экологического вреда и направления развития альтернативной энергетики в РФ.
Структура/методология/подход. Актуальность данного исследования состоит в экономическом обосновании внедрения технологий термической обработки отходов для их вовлечения в хозяйственный оборот и предоставляет схематическое представление технологического процесса их переработки. Косвенным результатом является сокращение уже
имеющихся свалок в городах и муниципальных образованиях РФ.
Результаты. В статье обосновано, что способ термической переработки отходов производства и потребления является перспективным по причине его технологической простоты и возможности решить две важные экологические задачи - уменьшение вреда окружающей среде (сокращение площадей свалок, снижение выбросов и сбросов вредных веществ) и получение возобновляемых источников энергии.
Оригинальность/значение. На основе проведенного исследования сформированы выводы и рекомендации, использование которых будет способствовать активизации процесса внедрения технологий термической переработки отходов, способствовать строительству и развитию предприятий в области комплексной системы обращения с отходами. Практическая значимость состоит в схематизации процесса термической переработки отходов производства и потребления.
Ключевые слова: W2E, «энергия из отходов», комплексная система обращения с отходами, термическая переработка отходов производства и потребления.
S.G. Tyaglov, V.A Kozlovskiy,
S.A. Kolyasnikov,
A.A. Kharagorgyev-Tyaglov
WASTE THERMAL PROCESSING -AN EFFICIENT METHOD FOR THEIR UTILIZATION AND TECHNOLOGY FOR THE DEVELOPMENT
OF ALTERNATIVE ENERGY IN THE RUSSIAN FEDERATION
Annotation
The presented article covers the advantages of the technology of thermalprocessing of production and consumption wastes as a way of their disposal, reducing environmental harm and the direction of development of alternative energy in the Russian Federation.
The relevance of this study lies in the economic justification for the introduction of waste heat treatment technologies for their in-
volvement in economic circulation and provides a schematic representation of the technological process of their processing. An indirect result is the reduction of existing landfills in cities and municipalities of the Russian Federation.
The article substantiates that the method of thermalprocessing of production and consumption waste is promising due to its technological simplicity and the ability to solve two important environmental problems - reducing environmental damage (reducing landfill areas, reducing emissions and discharges of harmful substances) and obtaining renewable energy sources.
On the basis of the study, conclusions and recommendations were formed, the use of which will contribute to the activation of the process of introducing thermal waste processing technologies, to promote the construction and development of enterprises in the feld of an integrated waste management system. The practical significance lies in the sche-matization of the process of thermalprocessing of production and consumption waste.
Keywords: W2E, waste to energy, integrated waste management system, thermal processing of industrial and consumer waste.
Введение
Вовлечение в хозяйственный оборот вторичных ресурсов активно происходит на российских территориях, что объясняется необходимостью и целесообразностью обеспечения условий цикличной экономики, направленной на достижение в стране требований углеродной нейтральности и климатической повестки мирохозяйственных систем. Поэтому замещение природных ресурсов на продукты переработки отходов производства и потребления уменьшит наносимый и накопленный экологический вред от добычи полезных ископаемых, разработки нефтяных и газовых месторождений и превратит эти территории в инвестиционно привлекательные для реализации крупных эколого ориентированных инновационных проектов. В сложившихся обстоятельствах особую роль приобретают перспективные технологии, которые способствуют положительным преобразованиям, направленным на обес-
печение устойчивого развития российских регионов. Интерес представляют инновационные технологии первичной переработки отходов, которые позволят решить одновременно две задачи экологического развития - снижение антропогенного загрязнения территорий и уменьшение площадей, выделяемых на санкционированные и несанкционированные свалки, наносящие существенный вред почвенным покровам городов и муниципальных образований. Нами рассматривается технология термической переработки отходов, которую можно отнести к числу перспективных, с учетом ее технологии и тех результатов, представляемых ее действием, в частности, генерации дополнительных мощностей возобновляемой энергетики.
Материалы и методы
Теоретические основы рационального использования вторичных природных ресурсов и их вовлечения в хозяйственный оборот в результате переработки отходов производства и потребления рассмотрены в публикациях: Альбекова А.У., Бобылева С.Н., Бугаяна С.А., Бурмакиной Л.В., Липиной С.А., Потравного И.М., Пор-фирьева Б.Н., Тяглова С.Г., Шевчука А.В.
Вопросам управления процессами переработки отходов в полезные компоненты вторичных ресурсов посвящены научные работы Балацкого О.Ф., Бобылева С.Н., Бройде З.С., Вдовиной Т.Н., Век-лича О.О., Губановой Е.Р., Гирусова Э.В., Данилишина Б.М., Кухаря В.П., Метло-вой Л.П., Пилюшенко В.Л., Семенчен-ко П.М., Тихоцкой И.С., Харичкова С.К., Ярош Н.В. В частности, вопросы утилизации отходов производства и потребления подробно рассмотрены в работах [1,2].
В последние годы в Российской Федерации осуществляется реконструкция действующих и строительство новых предприятий по переработке отходов производства и потребления во вторичные ресурсы производства, позволяющие обеспечить в стране режим ресурсосбережения и безотходного производства. Поэтому необходимы инвестиционные проекты, учитывающие технологические, технические, экономические и экологические требования про-
изводства. Для этого необходим анализ уже действующих технологий и производств. При этом уже имеется опыт предприятий по термической переработке отходов, что требует проведения анализа этих производств с указанных выше позиций.
Важным моментом исследований представляется определение стратегии утилизации отходов производства и потребления с учетом специфики и специализации территорий российских регионов. В этом случае не всегда метод аналогий является действующим для решения поставленных задач, а необходимо дополнительное многофакторное изучение экономики и возможностей адаптации циклической экономики в этих регионах.
Таким образом, можно отметить, что в настоящее время создана достаточно весомая теоретическая база для обоснования реализации процесса внедрения технологий термической обработки отходов производства и потребления в российских регионах.
Технологические основы и результаты термической переработки отходов
Рассмотрение и сравнительный анализ различных технологий утилизации отходов производства и потребления (пиро-
лиз, синтез-газ, мазут, термическая переработка) позволили нам выделить среди перспективных технологию термической переработки, эффективность которой экспериментально доказана технологами и инженерами в части снижения объемов имеющихся отходов и предоставления дополнительной выгоды от продуктов горения. В качестве примера этого класса технологий может быть предложена W2E (waste to energy - энергия из отходов). Ее преимущество перед другими технологиями утилизации отходов состоит в простоте технологического процесса и отечественного оборудования. Технология удовлетворяет требованиям наилучших доступных технологий, что относит ее к технологиям, поддерживаемым государством.
Технология термической переработки отходов производства и потребления ориентирована на получение возобновляемых источников энергии. Результатом работы этой технологии переработки отходов производства также является возможность выделить из получаемого в результате шлака металлы.
Принципиальная технологическая схема представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 - Принципиальная технологическая схема «энергии из отходов»1 [4]
1 Составлен по источнику: Козловский В.А., Колясников С.А. Строительство и использование заводов по термической переработке отходов как этап развития технологий зеленой экономики // Экономика и управление: теория и практика. 2022. Т. 8. № 1. С. 31-36.
Суть технологии термической переработки отходов («энергия из отходов») -утилизация отходов, сопровождаемая их трансформацией в энергетические возобновляемые ресурсы.
Технология переработки отходов производства и потребления осуществляется в режиме высоких температур, что позволяет уничтожить вредные продукты горения и создать большое количество тепла, способное нагреть пар, который используется в дальнейшем при работе турбогенератора.
Таким способом при термической переработке выделенные для переработки отходы производства и потребления превращаются в возобновляемые источники энергии.
На наш взгляд, технология «энергии из отходов» становится технологией получения продукции для отрасли альтернативной энергетики.
Существенным преимуществом термической переработки отходов производства и потребления является также используемое в ней сырье, которое представляет собой часть отходов, которые остаются после предварительной сортировки и не могут быть вовлечены для вторичного использования в хозяйственном обороте предприятиями других ресурсосберегае-мых технологий.
В результате целого ряда технических операций (см. рис. 1) переработанные отходы поступают в установку для сжигания. В технологии энергия дымовых газов преобразуется в котле в энергию пара, который затем используется для производства электроэнергии. Пар, поступающий на производство энергии, и дымовые газы циркулируют в разных контурах и никогда не смешиваются в технологическом процессе.
Предприятие термической переработки отходов производства и потребления содержит систему трехступенчатой сухой очистки дымовых газов, обеспечивающую выполнение экологических стандартов производственной деятельности [3].
Замкнутость производственного цикла обеспечивается поступлением пара с
турбины по трубам в производство конденсата, который преобразуется обратно в воду и возвращается в котел.
Эффективность технологического цикла подтверждается тем, что после процесса сжигания объем оставшихся отходов производства и потребления составляет 10% от общего объема.
Как было отмечено, в результате деятельности предприятий по термической переработке отходов наряду с энергией получаются сопутствующие продукты переработки, в том числе шлак. Шлак, который образуется в котле, составляет 30% от массы и 10% от входящего объема отходов и имеет такой же класс опасности, как и несортированные отходы. Шлак направляется на охлаждение, а затем выгружается на ленточный транспортер. В процессе работы из шлака отбираются черные и цветные металлы, которые впоследствии направляются на следующий этап переработки.
Технология представляет собой многостадийный процесс с достаточно простым оборудованием, которое может быть особо актуальным в период перехода экономики в стадию импортозамещения.
Результаты использования технологии термической переработки
Проведенный анализ состояния дел в сфере переработки отходов производства и потребления позволил нам сделать вывод об использовании термической переработки невостребованной их части на других перерабатывающих предприятиях, что подтверждает целесообразность строительства и эксплуатации новых промышленных предприятий по термической переработке отходов [8].
В качестве примера успешного проекта, характеризующего динамику развития предприятий по термической переработке отходов, следует привести перерабатывающий завод в Шотландии. Функционирование предприятия по термической переработке осуществляет компания Octopus Renewables в промышленной зоне Олдхолл в Эрвине с населением примерно 370 тысяч человек. Данное предприятие производит 17 МВт электроэнергии, позволяющий снабжать энергией 30 000 до-
мов, а также обеспечивать теплом и паром прилегающие к территории промышленные предприятия [9].
Приведенные выше показатели свидетельствуют о перспективности подобных проектов в части появления дополнительных возобновляемых источников энергии и инструмента изменения топологии территорий в направлении увеличения общественных пространств (парков, скверов, придомовых территорий) и соответствия уменьшения площадей свалок отходов производства и потребления.
Таким образом, предприятия по термической переработке отходов могут быть включены в число предприятий циклической экономики.
Высокотемпературный режим предприятий потребует дополнительных мер по обеспечению экологической безопасности. Долгосрочной перспективой для предприятий термической переработки отходов представляется обеспечение энергетическими ресурсами местной промышленности и проживающего на территориях их расположения жителей соответствующих населенных пунктов.
Обсуждение результатов
Процесс утилизации отходов производства и потребления становится актуальным по причине ежегодного их увеличения, которое объясняется многими причинами: урбанизацией городов, изменением культуры потребления, возникновением новых упаковочных материалов, изменением структуры и химического состава отходов, увеличением доли полезных компонентов. Современное состояние утилизации отходов развивается в направлении их циклического использования, что объясняется характером новых трендов экологической политики - ресурсосбережение, безотходное производство, альтернативная энергетика снижение вредных выбросов в атмосферу, снижение сбросов в водные ресурсы и уменьшение площадей санкционированных свалок, их высвобождение для образования полезных пространств [7]. Поэтому важен сценарий развития новых форм утилизации, способных обеспечить выполнение экологических требований к
городам и муниципальным образованиям. Нами рассмотрена технология термической переработки части отходов производства и потребления. Эта технология соответствует современным требованиям к утилизации отходов производства и потребления. Предложенный подход к детальному рассмотрению ее реализации на предприятиях типа «энергии из отходов» позволил при последовательном анализе цепочек производства выделить полезность в направлениях энергетического использования продуктов технологии и продемонстрировать ее экологически чистую систему производственной деятельности. Технологическая схема производственного процесса подтвердила доступность ее реализации в современных условиях импорто-замещения.
Заключение
Схема термической переработки отходов производства и потребления позволит получить дополнительную генерацию электроснабжения на территориях, особо нуждающихся в ресурсах электроэнергии (например, это актуально для российских регионов Арктической зоны) [5]. Эта технология может быть отнесена к наилучшим доступным технологиям, обеспечивающим выработку возобновляемых источников энергии, что корреспондирует с необходимостью соблюдения условий углеродной нейтральности. Вторым положительным результатом технологии является освобождение участков территорий населенных пунктов от свалок и возможность их превращения в полезные общественные пространства.
В связи с этим, по мнению авторов, следует поддержать инициативы по строительству и эксплуатации предприятий по термической переработке отходов производства и потребления. При этом реализация проектов должна проходить в режиме государственной их поддержки. Одним из вариантов такой поддержки нами рассматривается институт государственно-частного партнерства [6]. Практическая значимость состоит в схематизации процесса термической переработки отходов производства и потребления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Бугаян С.А., Тяглов С.Г. Формирование алгоритмов и моделей устойчивого развития региона на принципах зеленой экономики : монография. - Ростов н/Д: Содействие - XXI век, 2019.- 162 с.
2. Бугаян С.А. Утилизация твердо-бытовых отходов: зарубежный и отечественный опыт // Наука и образование: хозяйство и экономика; предпринимательство; право и управление. - 2015. - № 7 (62).
3. Ежова Н.Н., Власов А.С., Дели-цын Л.М. Современные методы очистки дымовых газов // Экология промышленного производства. - 2006. - № 2. - С. 50-57.
4. Козловский В.А., Колясников С.А. Строительство и использование заводов по термической переработке отходов как этап развития технологий зеленой экономики // Экономика и управление: теория и практика. - 2022. - Т. 8.-№1.-С. 31-36.
5. Липина С.А., Зайков К.С., Липи-на А.В. Внедрение инновационных технологий как фактор экологической модернизации арктических регионов России // Экономические и социальные перемены: факты, тенденции, прогноз. - 2017. - Т. 10. - № 2. -С. 164-180.
6. Тараненко О.Н., Тяглов С.Г., Козловский В.А. Особенности взаимодействия коммерческих предприятий и государства в форме государственно-частного партнерства // Journal of Economic Regulation. -2016. - Т. 7. -№4. - С. 48-56.
7. Вениамин Кондратьев оценил работу Сочи в сфере совершенствования системы обращения с твердыми коммунальными отходами. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://sochi.ru/press-sluzhba/novosti/ 11/162932/ (дата обращения: 30.05.2022).
8. Ростех построит на Кубани два мусороперерабатывающих завода полного цикла [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://tass.ru/ekonomika/12962117? utm_source=yxnews&utm_medium=desktop (дата обращения: 30.05.2022).
9. Waste-to-energy facility to be constructed in Scotland [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.energy global.com/other-renewables/27102021/
waste-to-energy-facility-to-be-constructed-in-scotland/ (дата обращения: 30.05.2022).
BIBLIOGRAPHIC LIST
1. Bugayan S.A., Tyaglov S.G. Formation of algorithms and models of sustainable development of the region on the principles of "green" economy": monograph. - Rostov n/D: Assistance - XXI century, 2019.- 162 p.
2. Bugayan S.A. Utilization of solid household waste: foreign and domestic experience // Science and education: economy and economy; entrepreneurship; law and management. - 2015. - № 7 (62).
3. Ezhova N.N., Vlasov A.S., Delit-syn L.M. Modern methods of cleaning flue gases // Ecology of industrial production. -2006. -№ 2. - P. 50-57.
4. Kozlovsky V.A., Kolyasnikov S.A. Construction and use of waste thermal processing plants as a stage in the development of green economy technologies // Economics and Management: Theory and Practice. - 2022. - V. 8. -№ 1. - P. 31-36.
5. Lipina S.A., Zaikov K.S., Lipina A.V. The introduction of innovative technologies as a factor in the environmental modernization of the Arctic regions of Russia // Economic and social changes: facts, trends, forecast. -2017.-V. 10. -№2. -P. 164-180.
6. Taranenko O.N., Tyaglov S.G., Koz-lovskiy V.A. Features of interaction between commercial enterprises and the state in the form of public-private partnership // Journal of Economic Regulation. - 2016. - V. 7. -№4. - P. 48-56.
7. Veniamin Kondratyev praised Sochi's work in improving the municipal solid waste management system [Electronic source]. - URL: http:// sochi.ru/press-sluzhba/novosti/11/162932/ (accessed 30.05.2022).
8. "Rostech" will build two full-cycle waste processing plants in the Kuban. [Electronic source]. - URL: http://tass.ru/ekonomika/ 12962117?utm_source=yxnews&utm_medium= desktop (accessed 30.05.2022).
9. Waste-to-energy facility to be constructed in Scotland [Electronic source]. -URL: http://www.energyglobal. com/other-renewables/27102021/waste-to-energy-facility-to-be-constructed-in-scotland/ (accessed 30.05.2022).
